白矮星由于质量大体积小 , 像天狼星B这样的白矮星 , 质量达到太阳的1倍多 , 体积只有地球这般大小 , 因此物质密度极高 , 每立方米厘米达到了数吨 , 这种物质已经不是我们通常认识的物质了 。
白矮星巨大的引力向心压力将原子都压扁了 , 原子的核外电子都离开了其本来的轨道成为自由电子 , 挤压到了更靠近原子核的层次 , 电子形成挤压在一起的趋势 , 于是依靠电子之间强大的斥力(压力) , 又叫电子简并压 , 抵御着巨大的引力压力 , 让原子核还保持完整 , 漂浮在自由电子的海洋中 , 这样就保持了白矮星星体的形态 。
但电子简并压是有限度的 , 这个限度就叫钱德拉塞卡极限 。 就是当白矮星质量达到太阳的1.44倍时 , 电子简并压就再也支撑不住引力压了 , 整个星球形态就会发生崩溃 , 巨大的向心压力会导致核心温度急剧升高 , 由此激发了碳核聚变 。
核聚变在几秒钟内爆发 , 导致白矮星内部发生热失控反应 , 巨大能量瞬间释放 , 将白矮星炸得粉碎 , 就成为一颗la超新星 。 因为所有la超新星爆发的能量都是一样的 , 因此成为天文观测中的标准烛光 , 为天体观测和距离计算提供了重要依据 。
天狼星为啥会发生超新星爆发呢?
主要是天狼星B惹得祸 。 前面说了 , 白矮星只要达到1.44倍太阳质量 , 就会发生la超新星爆发 。 现在的天狼星B质量只有太阳约1.1倍 , 这样一直维持下去 , 就不会爆发而慢慢死亡 。 问题是它距离自己的伙伴天狼星A , 只有30万公里 。
白矮星超强的引力 , 会吞噬周边一切星际物质 。 当然天狼星A距离还有这么远 , 理论上是不会被天狼星B吸积的 , 但问题是天狼星死亡时会变成一颗红巨星 , 而且会抛掉自身绝大部分质量 。
当天狼星A变成红巨星时 , 半径会扩大到原先的200~300倍 。 天狼星A现在半径是太阳约1.7倍 , 太阳现在半径约69.6万公里 , 天狼星半径就有119万公里 , 变成红巨星后半径就有约1.4亿公里~2亿公里 。
看起来两颗星的距离还有很大 , 天狼星B似乎还是占不到天狼星A的便宜 。 但我们别忘了 , 红巨星会越膨胀越大 , 外围物质会飘散到太空中 , 最后天狼星A只会留下核心一个白矮星尸骸 , 这个尸骸只会有约0.6个太阳质量大小 , 其余1.4个太阳质量的物质都流向了太空 。
这时 , 天狼星B的机会就来了 , 飘到它附近的物质就无可幸免地被强大引力拉扯到身上 , 不断增加自身质量 。 现在的天狼星B约1.1倍太阳质量 , 只要再增加0.3个多点太阳质量就到了钱德拉塞卡极限 , 天狼星B会吸收到这么多的质量吗?
可能会 , 也可能不会 。 这就是天狼星未来可能爆发的原因 , 当然 , 天狼星的寿命还有15亿年 , 因此这个爆发在15亿年后才会发生 。
天狼星la超新星爆发的能量和地球感受
la超新星爆发有多大能量?一般认为 , 在白矮星超过钱德拉塞卡极限那一刹那 , 绝大部分的碳和氧在数秒钟内会聚变成重元素 , 内部温度瞬间上升到数十亿度 , 热核反应的能量大于10^44J(焦耳) 。
太阳核聚变的能量是3.78*10^26J , 也就是说la超新星瞬间爆发的能量将达到太阳的26.5亿亿倍 , 就是有26.5亿亿个太阳在照耀着我们 。 这个巨大能量会瞬间将白矮星炸得粉碎 , 并将每个微粒以激波方式向外抛射 , 速度可达每秒5000~20000公里 , 最高速度是光速的近7%!
爆炸时的绝对星等可达-19.3等 , 是太阳亮度的45亿倍 。
如果这种爆发发生在太阳位置 , 地球就会被气化得无影无踪了 。 但这毕竟发生在距离我们8.6光年的地方 , 发生爆炸8.6后 , 光波才会传到地球 , 如果那时候地球上还有人类 , 人们就可以看到一颗耀眼的星星 。
而其冲击激波如果一直保持爆炸时的速度 , 到达太阳系需要122~505年 。
视星等与绝对星等换算公式为:m=M-5log(d0/d) , 式中的m表示目视星等 , M表示绝对星等 , d0为10秒差距(约32.6光年) , d为天体实际距离(单位光年) 。
因此 , 根据公式计算 , 在地球上看天狼星这颗超新星 , 视星等可达-22.2等 。 太阳视星等为-26.7等 , 满月视星等为-12.7等 。 视星等是数据越小越亮 , 负得越多越亮 , 每一个等级亮度相差2.512倍 。 因此 , 地球人们看到的天狼星la超新星是一颗比月亮要亮1288倍 , 比太阳亮度小63倍的亮星 。
它就像一颗小太阳一样 , 白天黑夜都会挂在天上(在合适的视角下) , 夜晚就相当阴天的白天 , 看书再也不需要灯光照明 。 但这颗看起来有点刺眼的小太阳 , 并不会伤害地球生态 。 真正的伤害是在122~500年后 , 超新星大爆发的高能粒子来到太阳系 。
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